机械制造领域的一代宗师

贝季瑶　机械制造领域的一代宗师

◎吴艳琼　周申申　孟　雁

贝季瑶教授

贝季瑶（1914—2004），江苏苏州人。我国现代机床与工具制造工业的开拓者和奠基人之一，机械制造领域的著名专家、学者。1936年留学美国，1938年获得美国麻省理工学院机械工程硕士学位。1939年至1945年，历任资源委员会中央机器厂第五厂厂长、中央机器厂协理（副总经理），同时在西南联大任兼职教授。1945—1947年，任上海机器厂厂长。1947年8月起到上海交通大学任教授，1956年被评为国家二级教授，1990年成为全国首批享受国务院特殊津贴的专家。长期从事机械制造、特别是磨削加工精度及表面质量方面的研究，创立沿用至今的磨削移动热源三角形模型，成为精密磨削、坚硬材料磨削等生产的重要理论指导。他获选英国AME（Advanced Manufacturing Engineering）杂志国际顾问委员会委员，并且正式入选英国剑桥出版的《远东名人录》（Who's Who In Australasia and The Far East）。

发奋读书　学成回国

贝季瑶，名聿琪，号季瑶，1914年1月29日出生，其家族是江苏省苏州市桃花坞的名门吴中贝氏。贝氏家族以行医卖药起家，成为当地望族，历来注重家族子孙的教育和培养，出了不少名人，如：贝聿铭，当今世界建筑大师；贝润生，颜料大王；贝祖诒，金融巨子；贝寿同（南洋公学特班生，交通大学京校副校长），中国近代第一位建筑专业赴德留学生，归国后从事建筑教育，成为建筑工程大师。贝季瑶得益于贝氏家族的资助，完成了中学以前的学业。

虽然贝氏家族在苏州声名显赫，但是贝季瑶却家境贫寒，在他11岁那年，其父因病去世，其母不久也因悲痛而双目失明。孝敬父母的贝季瑶自幼十分懂事，他刻苦读书，成绩优秀，得到“贝氏义庄”的资助，得以继续完成学业。

“贝氏义庄”是贝氏家族创办的慈善机构，这种家族经济实体，一般建在乡村、集镇，故称“义庄”。历史上我国最早的义庄，始于宋代范仲淹在苏州建立的范氏义庄。贝季瑶依靠“贝氏义庄”的“清寒奖学金”完成学业，于1931年8月，考入交通大学。1935年从交通大学毕业获得学士学位后，他立即以优异成绩考取了清华留美公费生。在清华经过一年的实习后，于1936年8月被派往美国麻省理工学院攻读机械工程专业，师从当时国际最著名的“齿轮专家”白金汉教授（Buckingham）。1938年6月获得美国麻省理工学院机械工程硕士学位。在留美期间，他在美国辛辛那提机床厂和克利夫兰市的华纳-司威悉（Warner & Swasey）公司担任实习工程师，并打算进一步攻读博士学位。

贝季瑶（左一）在美国麻省理工学院

谱写中国机械工业史重要篇章

20世纪30年代，中国机械工业正处于萌芽状态，虽然不少有志之士想振兴机械工业，但始终受到国际资本的摧残而难有大的作为。1937年，卢沟桥事变”发生不久，日军占领了中国大片国土。国民政府决议设立国防设计委员会，鼎力支持当时的重工业建设，并于1936年9月下令国民政府资源委员会，筹设国营机器制造厂，开始筹建航空发动机厂，制造航空发动机。当时，机械工业显得尤为重要，是国防工业的基础。

1937年，资源委员会副委员长钱昌照、专门委员王守竞到美国考察工业，谈判技术合作，购置设备，同时招聘留美的优秀留学生和工程师，作为大后方筹建中的我国机械工业基地的技术骨干。他们专程来到贝季瑶工作的工厂，告诉他为了对付日本军国主义的侵略，国内急需机械制造的专才，特别邀请他回国工作。

抱着“工业救国”的理想，贝季瑶爽快地答应并立即开始为筹建中的中央机器厂工作，验收该厂在美国各工厂采购的机械设备，学习如何操作使用，并着重研究其制造方法，投身到中央机器厂筹建前期的工作中。1938年底，完成了中机厂的设备验收任务后，他毅然放弃了在美国继续攻读博士学位的机会以及在美国工作的优厚生活条件，立即启程返回祖国。坐船回国途中，他顺道去瑞士BBC工厂和瑞士机车厂考察，因为中央机器厂向BBC厂引进锅炉和汽轮机的生产技术，又向瑞士机车厂引进柴油机及制造技术。

1939年初，他回到上海时，正好中央机器厂在上海招聘了一批技术人员，其中就有交大即将毕业的39级的学生赵佩之、糜若虚等6人，另外还招聘到一批技术工人。因此贝季瑶从上海去昆明时，就负责带领这40名技术工人同去，一路上，他们从上海坐船经过香港，短暂停留后至越南海防，再换乘火车经滇越铁路，终于在1939年3月平安地将这第一批技工带到昆明茨坝，解决了中机厂初建时缺乏工程技术人才的燃眉之急。

1939年9月9日，中央机器厂在昆明正式成立。这在中国机械工业历史上，是一个具有划时代意义的事件。时任中央资源委员会主任的翁文灏在撰文中指出：“中央机器厂为国营机器工业最早之厂，其规模设备，在全国首屈一指”，它奠定了中国机械工业的基础。

以后，他被任命为中央机器厂第五厂——工具机厂的厂长，负责生产工具机（即机床）、精密工具及其有关器材。工具机及工具与普通机器的不同点在于其高度的精确性，以及此精确性的持久性。贝季瑶在制造技术、材料制度及检验制度上下功夫，很快就使该厂车床钻床等产品精密耐用，他又完成重式精密工具车床等设计。他领导精密工具出品组试制出齿轮铣刀、分厘卡，均为当时国内首创，获得经济部的奖。1943年6月，总经理王守竞因公赴美后，贝季瑶被任命为中央机器厂兼代协理（即副总经理），同时兼任第五厂厂长。那时的中央机器厂发展成7个厂：金属冶炼厂、锅炉厂、煤气机及煤气发生炉厂、电机厂、工具机厂、纺织机厂、普通机械厂。经过将近4年的发展，中机厂进入鼎盛时期，职工人数从建厂当年的975人，发展到2475人，机器设备从建厂初期的215台发展到了521台。生产经营的产品多达动力机械、工具机械、纺织机械、农业机械、化工设备和特种机械（军工产品）等6大类54种品种。先后创造了我国机械工业历史上多个“第一”：如第一台2000千瓦发电机、第一台500马力发动机、第一台30至40吨锅炉、第一家制造精密块规、第一次汽车装制。

在抗日战争时期，国际运输断绝，国外机床难以进口，大后方工业，尤其是在国防工业发展紧迫需要的情形下，贝季瑶领导的中央机器厂第五厂（工具机厂，即现在我国机械工业的二颗明珠之一的昆明机床股份有限公司前身）设计和制造了车床250部，钻床、刨床、铣床400—500部，精密工具2万多件，这些产品的质量不仅在国内处于领先地位，有些甚至可与进口产品媲美。其中大型工具机，如龙门刨床，长度有4.3米，高度和宽度各为1.2米，总重量达10吨，该台龙门刨床后来由云南裕云机器厂安装使用，效果非常好。另外由他主持仿制的瑞士Gleischlauf精密铣床，按照当时世界著名的施莱辛格标准检验，精度与进口货不相上下，解决了战争时期中国工业生产中的一大难题，他为抗战时期后方的机械制造工业发展及抗战设施保障，做出重大贡献。

1944年，贝季瑶在中央机器厂研制成功了专门用于精密检测的我国第一副零级精密测量标准块规，该项产品是用于国家级检验标定量具、精密量具制造工艺中的工夹具。这个用于精密测量的标准块规经北平研究院物理研究所（所长严济慈，时迁中机厂旁的黑龙潭），用英国制造的干涉仪进行鉴定，其尺寸精度、形位精度、表面光洁度等，都达到了当时国际最先进水平——瑞典约翰逊王牌标准块规的水平。从此，中国不再需要将国家级检验标定量具和精密量具制造工艺中的工夹具送往英国检验，填补了国家空白。这项中国机械工业史上的重要科研成果，受到国民政府经济部嘉奖，贝季瑶和他的助手李天基获得经济部的一等奖和2.5万元奖励。

在八年抗战中，中央机器厂用这些机床装备了不少军工单位和机械工业部门，生产了大量军用和民用产品，有力地支持了抗战。更为重要的是，中央机器厂为后来新中国的经济建设，储备了大量中高级技术、管理人才和工人技师，为中国现代机械工业的发展奠定了坚实的基础。

学富五车　教书育人

在中央机器厂工作的同时，贝季瑶还在抗战时期迁至昆明的西南联大担任兼职教授。因此每逢中央机器厂的厂休日，一大早他就要赶去10多公里外的西南联大，给本科生和研究生授课，将当时美国最先进的机械设计和制造工艺，传授给年轻的西南联大学生。同时，中央机器厂又成为这些工科学生的实习基地。在抗日战争的大环境下，他呕心沥血地为我国机械工业培养了大量人才，这些西南联大的学生日后大部分成为新中国工业建设中的技术骨干和高校教师队伍的中坚力量。

新中国成立后，贝季瑶将建设新中国的满腔热情投入教育事业中，潜心致力于机械制造的教学与科研，很早就开始培养高端理论人才，为党和国家教育事业做出自己最大努力。他从1960年就开始招收研究生，培养硕士研究生。其中，后来涌现出了许多优秀人才，如郑州磨料磨具磨削研究所高级工程师王文经、宝钢集团高级工程师龚伟民、上海机床厂磨削研究所高级工程师何秀寿、南京工学院郭顺康教授等。

恢复高考后，1981年他成为上海交通大学机械制造学科首批博士点导师，培养博士研究生，其中许多人成为优秀人才，如美国康州高级工程师王介心、英国大不列颠考文垂华威大学工程院高级教学研究员陆大为、美国底特律克赖斯勒汽车公司部门经理曹小瑞、中国国家科技部的高级工程师严慎等。

他花费巨大精力，培养青年骨干科研人员与教师，指导他们进修备课，细致到每回答一个疑难问题，都必须亲自查阅大量文献数据，再指导他们去阅读思考，借此过程，锻炼培养他们检索应用文献的能力。西安交大的博导何钺和资深教授赵卓贤，大学毕业后分配到上海交通大学工作，是贝季瑶担任机制教研室主任时的青年教师，回忆起在交大日子时，他们对贝季瑶充满缅怀：“他要求青年有一种劲头，去拓展自己所在专业领域的知识面和研究范围，要习惯于学习、思考和积累关键的理论素材。”这对于青年教师把握机械制造的科研方向、选择技术途径和总结研究成果的能力，起了极大的作用。在不同的时期、不同的机械制造领域，使青年科研人员能适应机械制造科技发展的需要。贝季瑶还帮助年轻教师精选提炼教课内容，务求精、深、新、准。他认为“提高年轻教师的水平，就是提高广大学生学习水平的关键一步”。他讲话时总是面带微笑，和蔼可亲，深含着对年轻一代科研人员的无限期待。

贝季瑶多年的心血、无私的对教育奉献换来丰厚的回报，他桃李满天下。他从前的学生，教研室教师中如今很多已是知名学者、博导。如：美国俄克莱荷马州立大学切削与制造技术研究所教师、原同济大学机械学院院长侯镇冰教授，西安交大的博导何钺和谭玉山、赵卓贤教授以及原陕西省人大常委副主任陶钟教授等。他们在谈及贝季瑶教授时，对贝先生赞不绝口，不约而同地回忆起贝先生在科学研究中展现出来的崇尚求实和严谨的科学作风，叹服他渊博的学识、循循善诱的讲学技巧、对技术发展理论趋势的密切关注和敏锐观察。

贝季瑶主讲《机械零件》、《机械制造工艺学》、《工艺过程自动化》、《磨削加工》、《机械加工理论基础》等课程。在教学方面他的讲解简明扼要，深入浅出，生动形象，深受广大学生的欢迎。一门门基础和专业课，分别只是一个大工程系统中要用到的科学技术内容的一小部分，但通过他的讲解，却使学生们了解了课程覆盖的知识面之广，激发了学生深入求索知识的兴趣。全国优秀科技工作者、上海市第二届科技功臣、同济大学现代制造技术研究所副所长、CIMS中心总工程师张曙教授回忆：“在教学中，贝老师要求学生对学问要有宽阔的视野，对制造业学科学得扎实，不要冒进，要克服浮躁之气。”

1978年，上海交通大学老教授代表团访问美国高校，贝季瑶（左1）、邓旭初（左2）在美国

曾经有一时期，西方对我国实行经济封锁，苏联的教材和教学模式已不适应我国形势发展的需要，我国自己的教材在当时几近空白。为了满足教学的需要，早在1954年，贝季瑶就编写了《公差与技术测量法（上、下册）》教材，翻译了《公差和配合手册》，其后又主编了《机械加工理论基础》等教材，广泛应用于国内高校，填补了建国初期缺少教材的空白。此外，他参加《辞海》（1979年版）的编纂工作，该书荣获（1979—1985年）上海市哲学社会科学特等奖。他在退休后还负责主编机械工业出版社出版的《现代机械设备设计手册》3卷，该手册的特色是打破按零部件设计体系来写的常规，按功能来写设计，包括物流、破碎、筛分、表面清理涂装、自动化辅助装置和生产线设备的设计，重点放在非标设计上。这部由他担任总编，奚绍申、汪恺任副总编的《现代机械设备设计手册》曾获国家科技进步三等奖、国家机械工业部科技进步二等奖、第八届全国优秀图书一等奖，该手册已经成为机械设计人员必不可少的工具书。

1979年改革开放后，为了加强与国外大学的联系，贝季瑶教授曾于1980年作为上海交通大学老教授代表团的成员随邓旭初书记访问了美国麻省理工学院、东北大学、哥伦比亚大学、宾州大学、韦恩州立大学、密西根大学、威斯康星大学、西北大学、加州大学伯克莱分校，香港理工大学等世界著名学府。他与美国威斯康星大学吴贤铭教授一起，开创了上海交通大学与美国高校的合作先例。1981年，国家教委得到世界银行的贷款，决定从本科毕业生中选派最优秀的学生到国外读研究生，如将上海交通大学机械系三年级的优秀本科生倪军推荐给自己的老校友——美国威斯康星大学吴贤铭教授。后来成为上海交通大学长江学者的倪军教授，是美国密西根大学机械制造中心的负责人，促成了上海交通大学和美国密西根大学创办联合学院，开创了我国与美国高校联合办学的崭新模式。

1988年，贝季瑶教授光荣退休。他依然力所能及地关心和参与教研室工作，指导学科建设、研究生的培养和博士后工作。他仍然关心国家大事，热心参与各种社会活动，为学科发展建设献计献策，积极为社会主义要建设事业发挥余热。

创立磨削移动热源理论

在20世纪60年代初，贝季瑶教授和他的助手顾永清、庄其昌就开始了磨削温度的理论研究。磨削加工是一种重要的加工工艺，它被广泛应用于高精度和高光洁度工件的生产过程中。与其他加工工艺相比，磨削加工切除单位体积材料时需要非常高的能量输入，这些能量几乎全部转化为热量集中在磨削区内，导致磨削区的温度升高。当磨削温度较高时，会使零件表层金相组织发生变化，甚至出现磨削烧伤和磨削裂纹。因此通过研究磨削温度来探索解决磨削热损伤的途径，一直是磨削加工技术重要的研究内容之一。贝季瑶用实验方法肯定了L=［KF（］D·t［KF）］作为磨削区接触弧长的合理性，然后根据实际情况的分析，提出了热源强度在沿接触弧长上为三角形分布的假设，从而分别按单向导热和双向导热，推导了计算磨削区温度的公式。上海交通大学这项科研成果，当时在国际上属于领先水平。

1964年，贝老师考虑到在砂轮与工件的接触弧上，磨粒的磨削厚度不一致的特点，认为磨削接触区热源的发热功率不可能均匀分布，创立了磨削移动热源三角形模型，这是一项基础性研究成果，经过这些年理论研究的不断深入和长期实践的检验，至今仍被学术界广泛采用，成为精密磨削及难加工材料在磨削加工过程中的重要理论指导。如今虽然有了红外线测温仪，零件加工中的关键——温度测量变得容易多了。但即使这样，红外线测温仪也只能解决测量中的工件表面温度，并不能解决磨削区内的温度测量。因为磨削加工与金属切削加工的区别在于：零件在切削过程中产生的大部分热量会随加工中产生的铁屑排走，对工件质量影响不大。而磨削加工时产生的绝大部分热量（约80%—90%热量）被传导到工件内部，这些热量会引起被加工零件烧伤，直接影响到加工质量。贝季瑶教授创立的磨削移动热源三角形模型至今被沿用，就是因为他解决了精密加工中的一个突出的实际问题。他发明的磨削区温度计算公式更是一种创举。

当时，他曾经多次在上海市机械工程学会和上海交大举办的各种学术会议上，做过这方面的学术报告，每次与会的高校教师和来自工厂加工第一线的工程师，对此都特别感兴趣，大家一致认为：这项发明解决了磨削加工中的关键——质量问题，具有非常高的实用价值，是磨削加工中质量控制方面的一项重要突破。这项科研成果当时处于国际领先地位。

后来，东北大学机械工程及自动化学院在磨削温度方面的研究成果比较显著，兰雄侯、王继先、高航教授在《磨削温度理论研究的现状与进展》论文中，对贝季瑶的这方面的科研成果做出很高评价，他们传承了贝老师的思路，并有了卓越的发扬。

1964年，贝季瑶教授带领研究生沈德和、何秀寿到上海机床厂，与该厂长期合作，参加上机厂14级镜面磨床研制中的镜面磨削的试验研究，为镜面磨削在工业中的发展和应用做出了重要贡献。1965年，何秀寿在贝教授指导下完成了毕业论文《镜面磨削的机理研究》。在此同时，贝季瑶和交大零件教研室的周明傅老师一起参加了机械工业部的高速磨削重点项目，该项目由上海机床厂、郑州磨料磨具研究所、上海交通大学、华中工学院、浙江大学、国防科技大学等共同参加，贝季瑶担任项目的指导，为我国高速磨削试验研究做出了重大贡献。

贝季瑶长期从事机械制造、特别是磨削加工精度及表面质量方面的研究，为丰富机械制造理论和解决生产实际问题做出了贡献。20世纪80年代以来，以他为主的研究并已取得一定成果的项目有：应用误差补偿方法提高磨削加工精度；精密测试技术的理论研究和应用；抑制外圆磨削颤振的试验研究；磨削温度、热变形、烧伤、表面质量的试验研究等。

上海交通大学教师向贝季瑶（中）祝寿和拜年

除了教学和科研工作，他还积极参加各项校外专业活动，不计报酬贡献自己的力量。先后担任过的兼职有：国家科委机械组成员，机械工业部教学指导委员会委员，机械工业部高等工业学校机械制造（冷加工）专业教材编审委员会委员，中国机械工程师学会机械加工学会第一、二届常务理事，上海市机械工程学会副理事长、荣誉理事长，上海市科委机电专业委员会副主任，上海市科学技术协会奖励基金会理事，上海交通大学校务委员会委员、学术委员会委员，机械工程系学术委员会副主任，机械制造工艺及设备教研室主任等职。

2004年8月29日，他因病医治无效而与世长辞，他一生为祖国的教育事业谱写了辉煌的篇章。

以实际行动迎接新中国诞生

1945年抗战胜利后，被日军占领的工厂回到中国政府手里。贝季瑶被任命为资源委员会上海机器厂厂长，该厂接管了上海敌产大陆铁厂、丰田自动车厂、昌和制作所等三厂，即后来的上海大隆机器厂和上海自行车厂。两年后，喜欢从事教学工作的他主动辞职，受聘交通大学教授，从此全身心地投入教育事业。

1949年5月，贝季瑶去香港接在美国留学的妻子回国。那时从美国到上海没有直航飞机，要先从旧金山坐船到香港，而且船期也不准时。就在香港等候船期期间，他成功地帮助新中国政府将一批价值约260万美金的纺织机械专用成套设备，赶在美国对华实行禁运之前运回了祖国。

当时，在香港的上海经纬纺织机械公司总经理李升伯听说贝季瑶正在香港，就临时聘请他担任总经理特别助理。李升伯在1948年底，使用国民政府交通银行贷款向瑞士等国订购了一批价值260万美金的纺织机械专用成套设备，准备用来扩建他的上海经纬纺织机械公司。临近上海解放时，这批设备尚未从欧洲发运。新中国诞生后不久，美国准备对华实行禁运，而逃到台湾的国民政府也对这批设备虎视眈眈。就在这关键时刻，新中国纺织部门特别派出军代表钱一平来到香港，希望李升伯能将这批设备运回祖国。李升伯就将这项任务交给了贝季瑶。

贝季瑶凭他热爱新中国的浩然正气和卓越的能力，多方奔走联络和运作，在极其复杂的环境下，终于帮助李升伯将纺织机械专用成套设备运回了祖国。后来，这批设备装备了1951年兴建的我国第一座现代化纺织机械厂——山西榆次经纬纺织机械厂，即现在的经纬纺织机械股份有限公司榆次分公司的前身，为我国纺机工业的发展奠定了基础。

贝季瑶1950年回国以后，从未向他人提及他在港期间处理过这件大事。直到“文化大革命”造反派诬陷他是特务，将他关入“牛棚”日夜批斗，逼他交代在香港从事什么工作时，他才说出了这件事情的原委。经过内查外调，组织上对他做出的评价是这样的：“他为国家和人民立了大功。他以实际行动迎接了新中国的诞生。”